答案与评分标准
一、选择题(共18小题)
1、(2009?包头)如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升,所用时间为2s,作用在绳子末端的拉力F为6N(不计绳重和绳与滑轮间的磨擦),下列计算结果正确的是( )
}
A、所做的有用功为1J B、动滑轮自重
D、该滑轮组的机械效率为%
C、拉力F做功的功率为
考点:滑轮组及其工作特点;功的计算;有用功和额外功;滑轮(组)的机械效率;功率的计算。
专题:计算题;比较思想。
分析:(1)由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,工作特点是:可以达到既省力又改变力的作用方向.动滑轮由几段绳子承担,绳端移动的距离就是物体升高高度的几倍. (2)结合功、功率和机械效率的公式分别计算出所做的有用功、动滑轮自重、拉力F做功的功率、该滑轮组的机械效率,然后和所提供的计算结果比较,得出正确的判断. 解答:解:A、∵用滑轮组提升物体,对物体做的功是有用功. ∴所做的有用功W用=Gh=10N×=1J.
∴该选项中,所做的有用功为1J,计算结果正确.
B、∵不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时,该滑轮组中的动滑轮由两段绳子承担,绳子上的拉力是物体和动滑轮总重的二分之一,则:动滑轮的重力G动=2F﹣G物=2×6N﹣10N=2N.
?
∴动滑轮自重,计算结果不正确.
C、∵用滑轮组提升物体,拉力F做的功是总功,则拉力F做功的功率.
∴拉力F做功的功率为,计算结果不正确. D、∵该滑轮组的机械效率η=.
∴该滑轮组的机械效率为%,计算结果正确. 本题计算结果正确的有两个:A和D. 故选A、D.
点评:本题考查滑轮组的工作特点,利用公式逐个计算,然后和选项比较,计算过程注意格式,过程和结果都有单位.
(
2、如图所示,斜面长为3cm,高为lm,工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上.在这过程中( )
A、有用功是400J,总功是840J
B、有用功是840J,额外功是400J D、有用功是400J,机械效率是7O%
C、总功是12O0J,机械效率是7O%
考点:功的计算;有用功和额外功;斜面的机械效率。 专题:计算题;应用题。
分析:知道木箱重,将木箱提升1m做的功为有用功,利用W=Gh求解;
知道沿斜面方向用的推力大小和移动的距离,利用W=Fs求总功,再利用机械效率的公式求斜面的机械效率.
~
额外功等于总功和有用功的差. 解答:解:对木箱做的有用功: W有=Gh=840N×1m=840J, 利用斜面做的总功: W总=Fs=400m×3m=1200J;
额外功W额=W总﹣W有用=1200J﹣840J=360J, 斜面效率: η==×100%=70%.
%
故选C.
点评:本题考查了功的计算、机械效率的计算,能区分并计算有用功和总功是本题的关键. 3、如图所示,小明用两个滑轮组成甲、乙两种不同的省力滑轮组.他分别用这两种滑轮组把质量相同的重物吊到等高的平台上,两次吊重物时他拉绳的速度相同.不计摩擦和绳重,下列说法正确的是( )
A、两次吊物,小明所做的功和功率的多少相同,甲装置的效率高
B、两次吊物,
小明所做的功、功率的多少和效率的高低都相同
C、两次吊物,小明所做的功率的大小和效率的高低相同,用甲装置做的功多
D、
两次吊物,小明所做的功的多少和效率的高低相同,用乙装置时功率大 考点:功的计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算。 专题:应用题。
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分析:从题中知:重物的质量相同,两次拉绳的速度相等,重物上升的高度相同,滑轮相同. 先根据W=Fs求出小明的拉力所做的功W甲与W乙;再由η=求出机械效率;最后根据P=Fv比较功率的大小. 解答:解:
(1)小明的拉力是用来克服物体与动滑轮的重力做功,因为物体重力相等,滑轮相同,上升的高度相同,所以两次做功相等;
(2)由W=Gh知,两次所做的有用功相等,所以机械效率相等;
(3)因为甲图中有3段绳子拉着动滑轮所以F甲=(G物+G轮);乙图中有2段绳子拉着动滑轮,所以F乙=(G物+G轮);
F甲>F乙,V甲=V乙,根据P=Fv得P甲>P乙. 故选D.
:
点评:考查了功、功率、机械效率的计算,特别注意滑轮组的使用方法,滑轮组省力但不省功,机械效率等于有用功与总功的比值.
4、(2010?泉州)建筑工人用如图所示的滑轮组,将重800N的重物匀速提高5m,拉力所做的功为4800J,则该滑轮组的机械效率是( )
A、67% C、83%
B、73% D、100%
考点:滑轮(组)的机械效率;功的计算;有用功和额外功。 专题:计算题。
分析:由装置可知承担物重的绳子股数n=2,重物上升h,则拉力端移动的距离s=2h,知道物重G和拉力大小F可以求出有用功、总功,根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率.
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解答:解:由图可知,n=2,s=2h=2×5m=10m, 当提升G=800N的重物时, W有用=Gh=800N×5m=4000J, W总=4800J, 滑轮组的机械效率: η=×100%=×100%=83%. 故选C.
点评:本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算方法,因条件已给出,难度不大.
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5、利用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物G1和G2提升到相同的高度,则( )
A、甲滑轮组的机械效率高 C、F2做功的功率大
B、乙滑轮组的机械效率高
D、F1、F2做功的功率一样大
考点:滑轮(组)的机械效率;功率的计算。
分析:滑轮组的机械效率是有用功与总功的比值,要正确地解决此题,关键是搞清有用功与总功的计算,还要分清每个滑轮组由几段绳子承担物重.功率是表示物体做功快慢的物理量,一定要注意题目中比较哪个功的功率.
解答:解:甲滑轮组由3段绳子承担物重,所以S1=3h1 则η1=
/
乙滑轮组由2段绳子承担物重,所以S2=2h2 则η2=
又因为G1=G2,F1=F2, 所以乙滑轮组的效率高.
两物体上升速度相同,所以甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度. 根据P=Fv,拉力F相同,所以F1的功率大. 故选B.
点评:此题主要考查了滑轮组机械效率的计算,以及功率的计算.同时还用到了绳端移动距离与物体上升高度的关系.